2011年高三生物二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題一生命的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、細(xì)胞工程 新人教版

1、2011高三生物二輪專(zhuān)題復(fù)習(xí)專(zhuān)題一 生命的物質(zhì)基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、細(xì)胞及細(xì)胞工程 第一講 生命的物質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)要點(diǎn)回顧一、組成生物體的化學(xué)元素1、種類(lèi)分析 2、某些元素及其構(gòu)成的化合物元素參與構(gòu)成的相關(guān)化合物或作用P參與核酸、ATP、NADP+的構(gòu)成，植物體內(nèi)缺P(pán)，就會(huì)影響DNA的復(fù)制和RNA的轉(zhuǎn)錄，從而影響植物體的生長(zhǎng)發(fā)育。磷脂是組成生物膜的成分。N是葉綠素的成分，沒(méi)有N就不能合成葉綠素。N是可重復(fù)利用的元素，參與構(gòu)成的重要物質(zhì)有蛋白質(zhì)、核酸、ATP、NADP+等，缺N就會(huì)影響植物的光合作用、呼吸作用等生命活動(dòng)。K+動(dòng)物主要存在細(xì)胞內(nèi)液中，維持細(xì)胞內(nèi)液的滲透壓，也與神經(jīng)的興奮傳導(dǎo)有關(guān)。Ca2+Ca

2、2+與肌肉的收縮有關(guān)（抽搐與肌無(wú)力），碳酸鈣是骨骼和牙齒的組成成分。Na+動(dòng)物主要存在于細(xì)胞外液中，參與維持細(xì)胞外液的滲透壓、調(diào)節(jié)酸堿平衡，也與神經(jīng)的興奮傳導(dǎo)有關(guān)。Fe2+構(gòu)成動(dòng)物血紅蛋白的成分，F(xiàn)e在植物體中形成的化合物一般是穩(wěn)定的、難溶于水的化合物。沒(méi)有Fe就不能合成葉綠素而導(dǎo)致植物出現(xiàn)失綠癥，而失綠部位與缺Mg不同，是嫩葉先失綠。Mg參與構(gòu)成葉綠素I參與構(gòu)成甲狀腺激素B能促進(jìn)花粉的萌發(fā)和花粉管的伸長(zhǎng)，有利于受精作用。植物缺B，“花而不實(shí)” 3.同位素標(biāo)記法應(yīng)用總結(jié)（1）標(biāo)記水和二氧化碳中的氧元素，探究光合作用產(chǎn)生的氧氣的來(lái)源。（2）標(biāo)記植物吸收的礦質(zhì)元素，探究礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)的運(yùn)輸途徑

3、。（3）標(biāo)記硫元素和磷元素，探究噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA。（4）標(biāo)記DNA分子中的元素，探究DNA分子的半保留復(fù)制。（5）標(biāo)記DNA分子，制成基因工程中的DNA探針，用于基因診斷、檢測(cè)飲用水中病毒的含量。（6）標(biāo)記氨基酸，探究分泌性蛋白質(zhì)在細(xì)胞中的合成、運(yùn)輸與分泌途徑。二、細(xì)胞中的化合物一覽表化合物分 類(lèi)元素組成及合成部位主要生理功能水自由水結(jié)合水H、O見(jiàn)以下（三）2處組成細(xì)胞 維持細(xì)胞形態(tài) 運(yùn)輸物質(zhì) 提供反應(yīng)場(chǎng)所 參與化學(xué)反應(yīng) 維持生物大分子功能 調(diào)節(jié)滲透壓無(wú)機(jī)鹽構(gòu)成化合物（Fe、Mg）組成細(xì)胞（如骨細(xì)胞）參與化學(xué)反應(yīng)維持細(xì)胞和內(nèi)環(huán)境的滲透壓）糖類(lèi)單糖（如核糖、脫氧核糖、葡萄糖）二糖（如蔗糖

4、、麥芽糖、乳糖）多糖（如淀粉、纖維素、糖元）C、H、O葉綠體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、肝臟和肌肉供能（淀粉、糖元、葡萄糖等）組成核酸（核糖、脫氧核糖）細(xì)胞識(shí)別（如糖蛋白）組成細(xì)胞壁（如纖維素）脂質(zhì)脂肪磷脂（類(lèi)脂）固醇（膽固醇、性激素、Vit.D）C、H、OC、H、O、N、PC、H、O主要是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)供能（貯備能源）組成生物膜調(diào)節(jié)生殖和代謝（性激素、Vit.D）保護(hù)和保溫蛋白質(zhì)單純蛋白（如胰島素）結(jié)合蛋白（如糖蛋白）C、H、O、N、S（Fe、Cu、P、Mo）核糖體組成細(xì)胞和生物體 調(diào)節(jié)代謝（激素）催化化學(xué)反應(yīng)（酶）運(yùn)輸、免疫、識(shí)別等核酸 DNA RNAC、H、O、N、P細(xì)胞核、線粒體、葉綠體貯存和傳遞遺傳

5、信息 控制生物性狀催化化學(xué)反應(yīng)（RNA類(lèi)酶）翻譯的模板 轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸三、生物體內(nèi)的水1細(xì)胞中產(chǎn)生水和利用水的結(jié)構(gòu)及生理過(guò)程(1)細(xì)胞中產(chǎn)生水的結(jié)構(gòu)及生理過(guò)程葉綠體基質(zhì)中：暗反應(yīng)線粒體中：有氧呼吸第三階段O2H H2O核糖體中：氨基酸脫水縮合氨基酸 水多肽植物高爾基體上：葡萄糖 纖維素水動(dòng)物肝臟和肌肉：葡萄糖 糖元水細(xì)胞核中：DNA復(fù)制脫氧核苷酸 DNAH2ODNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生mRNA核糖核苷酸 RNAH2O葉綠體基粒、線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中 ADPPi ATPH2O(2)細(xì)胞中利用水的生理過(guò)程:光合作用的光反應(yīng)：H2O O2H有氧呼吸第二階段：C3H4O3H2O CO2HATPATP水解：ATPH2O

6、 ADPPi能量糖元分解：糖元水 葡萄糖大分子有機(jī)物的消化(水解【特別提醒】 無(wú)論是何種活細(xì)胞，其含量最多的化合物都是水。干細(xì)胞中含量最多的化合物是蛋白質(zhì) 細(xì)胞中自由水與結(jié)合水可以相互轉(zhuǎn)變，細(xì)胞中自由水與結(jié)合水的比值越大，生物新陳代謝越旺盛，其抗性越??；該比值越小，生物新陳代謝越緩慢，其抗性越大。一個(gè)細(xì)胞失去一定量的自由水，只影響其代謝速率，而不會(huì)損傷細(xì)胞。但若失去的是結(jié)合水，則會(huì)損傷細(xì)胞。如種子貯存前，通過(guò)晾曬降低其自由水含量，利于貯存，如烘干種子使結(jié)合水流失，則種子的胚就會(huì)死亡。在動(dòng)物體內(nèi)，糖類(lèi)可以大量轉(zhuǎn)化成脂肪，而脂肪只能少量轉(zhuǎn)化成糖類(lèi)。脂肪和糖類(lèi)的組成元素都只有C、H、O，前者的分子組

7、成中HO21，而糖類(lèi)中HO21，所以在有氧呼吸中，等質(zhì)量的脂肪消耗的O2比糖類(lèi)多，提供的能量也多。四、蛋白質(zhì)和核酸的區(qū)別、聯(lián)系及有關(guān)計(jì)算 區(qū)別蛋白質(zhì)核酸元素組成主要是C、H、O、NC、H、O、N、P基本單位 氨基酸 連接方式脫水縮合形成肽鍵脫水縮合形成磷酸二酯鍵（3）兩者聯(lián)系3有關(guān)計(jì)算(1)蛋白質(zhì)中的肽鍵數(shù)縮合中產(chǎn)生的水分子數(shù)氨基酸分子數(shù)肽鏈數(shù)(2)蛋白質(zhì)分子量氨基酸總質(zhì)量脫去的水質(zhì)量氨基酸個(gè)數(shù)×氨基酸水分子數(shù)×18(3)有關(guān)蛋白質(zhì)中游離的氨基(NH2)或羧基(COOH)的計(jì)算在一個(gè)蛋白質(zhì)分子中，游離的NH2或COOH可能存在的部位是肽鏈的兩端(一端是NH2，另一

8、端是COOH)和R基。至少含有游離的NH2或COOH數(shù)肽鏈數(shù)。游離的NH2或COOH數(shù)目肽鏈條數(shù)R基中含有的NH2或COOH數(shù)。(4)氨基酸數(shù)目與相應(yīng)核酸的堿基(核苷酸)數(shù)目的對(duì)應(yīng)關(guān)系【特別提醒】在基因結(jié)構(gòu)中，只有編碼區(qū)(原核生物)或編碼區(qū)的外顯子(真核生物)才能編碼蛋白質(zhì)。因此，上述關(guān)系只能理解為含n個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)，至少需核糖核苷酸和脫氧核苷酸數(shù)分別為3n和6n。以DNA為遺傳物質(zhì)的生物，其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)由DNA(基因)決定，而以RNA為遺傳物質(zhì)的生物，其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)由RNA決定。五、生物組織中化合物的檢測(cè)化合物檢測(cè)試劑方法與現(xiàn)象淀粉碘 液黑暗處理(綠燈泡)對(duì)照處理(如遮光)酒精脫色清水沖洗碘液

9、檢驗(yàn)。 呈藍(lán)色。還原糖斐林試劑甲液：0.1g/mLNaOH,乙液：0.05g/mLCuSO4現(xiàn)配現(xiàn)用，先混合后加入，需加熱；出現(xiàn)磚紅色沉淀脂肪蘇丹染液或蘇丹IV染液（酒精洗去浮色）富含 蘇丹染液鏡檢呈橘黃色脂肪臨時(shí)切片+種子 蘇丹IV染液鏡檢呈紅色蛋白質(zhì)雙縮脲試劑A液：0.1g/mLNaOHB液：0.01g/mLCuSO4先加A液后加B液，不需加熱；呈紫色DNA二苯胺、甲基綠染色劑DNA+甲基綠綠色DNA+二苯胺沸水浴后呈藍(lán)色六、有機(jī)物水解產(chǎn)物和代謝產(chǎn)物物質(zhì)基本單位初步水解產(chǎn)物徹底水解產(chǎn)物代謝產(chǎn)物DNA脫氧核苷酸4種脫氧核苷酸磷酸、脫氧核糖、含氮堿基RNA核糖核苷酸4種核糖核苷酸磷酸、核糖、含

10、氮堿基蛋白質(zhì)氨基酸多肽氨基酸CO2、H2O、尿素多糖葡萄糖二糖葡萄糖CO2、H2O脂肪甘油、脂肪酸甘油、脂肪酸甘油、脂肪酸CO2、H2O第2講 生命的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)（細(xì)胞）知識(shí)要點(diǎn)回顧一、生物膜與生物膜系統(tǒng)1、物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞膜的方式：自由擴(kuò)散： 高濃度低濃度、不需載體、不需能量 例如：O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯、尿素主動(dòng)運(yùn)輸： 低濃度高濃度、需載體、需能量 例如：葡萄糖、氨基酸、 無(wú)機(jī)鹽、核苷酸等內(nèi)吞作用和外排作用：大分子物質(zhì)和顆粒性物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式，其基礎(chǔ)是細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性二、生物膜結(jié)構(gòu)及功能上的聯(lián)系結(jié)構(gòu)聯(lián)系（具有一定的連續(xù)性）：功能聯(lián)系（以分泌蛋白的合成、加工、運(yùn)輸為例）：生物膜

11、系統(tǒng)的功能：【特別提醒】除了病毒，所有生物均由細(xì)胞構(gòu)成。細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。生物膜是指細(xì)胞膜、核膜和各種細(xì)胞器的膜。而由各種生物膜形成的結(jié)構(gòu)體系，是生物膜系統(tǒng)。所有細(xì)胞生物均具“細(xì)胞膜”或“生物膜”，但只有真核生物才具有“生物膜系統(tǒng)”。研究細(xì)胞膜的化學(xué)組成，大都用動(dòng)物細(xì)胞的紅細(xì)胞等作為研究材料。細(xì)胞膜主要由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成，功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的種類(lèi)和數(shù)量越多。糖蛋白除具有識(shí)別作用外，消化道和呼吸道上皮細(xì)胞表面的糖蛋白還具有保護(hù)和潤(rùn)滑作用。還具有信息傳遞的作用：與激素結(jié)合的靶細(xì)胞細(xì)胞膜表面的受體；與遞質(zhì)結(jié)合的突觸后膜上的受體。細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有一定的流動(dòng)性，功能

12、特性是具有選擇透過(guò)性（水自由通過(guò)，被選擇的離子和小分子可以通過(guò)，其它離子、小分子和大分子不能通過(guò)。）選擇透過(guò)性取決于載體蛋白的種類(lèi)和數(shù)量三、細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器的分類(lèi)歸納分布植物特有的細(xì)胞器葉綠體動(dòng)物和低等植物特有的細(xì)胞器中心體動(dòng)植物都有的細(xì)胞器線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、核糖體主要存在于植物中的細(xì)胞器液泡主要存在于動(dòng)物中的細(xì)胞器中心體、溶酶體真核和原核細(xì)胞共有的細(xì)胞器核糖體結(jié)構(gòu)不具膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器核糖體、中心體具單層膜的細(xì)胞器內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、液泡、溶酶體具雙層膜的細(xì)胞器線粒體、葉綠體光學(xué)顯微鏡下可見(jiàn)的細(xì)胞器線粒體、葉綠體、液泡成分含DNA(基因)的細(xì)胞器線粒體、葉綠體(都有半自主性)含RNA的細(xì)胞器線

13、粒體、葉綠體、核糖體含色素的細(xì)胞器葉綠體、液泡(有的液泡中無(wú)色素)功能能產(chǎn)生水的細(xì)胞器線粒體、葉綠體、核糖體、高爾基體能產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器線粒體、葉綠體能復(fù)制的細(xì)胞器線粒體、葉綠體、中心體能合成有機(jī)物的細(xì)胞器核糖體、葉綠體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體與有絲分裂有關(guān)的細(xì)胞器核糖體、線粒體、中心體、高爾基體與分泌蛋白的合成、運(yùn)輸、分泌有關(guān)的細(xì)胞器(結(jié)構(gòu))核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體(細(xì)胞膜)能發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)的細(xì)胞器(結(jié)構(gòu))線粒體、葉綠體、核糖體(細(xì)胞核、擬核)【特別提醒】并不是所有的植物細(xì)胞都含有葉綠體（如根尖），同時(shí)植物細(xì)胞長(zhǎng)到一定階段才有大液泡。細(xì)胞核也具有雙層膜，但它不屬于細(xì)胞器。與分泌蛋白有關(guān)

14、的結(jié)構(gòu)還有細(xì)胞膜和細(xì)胞核。分泌蛋白的合成由細(xì)胞核中的基因控制，分泌蛋白通過(guò)細(xì)胞膜的外排作用分泌到細(xì)胞外。四、真核細(xì)胞和原核細(xì)胞的主要區(qū)別：真 核 細(xì) 胞（如植物、動(dòng)物、真菌）原 核 細(xì) 胞（如藍(lán)藻、細(xì)菌、）細(xì)胞壁纖維素、果膠等注：動(dòng)物細(xì)胞無(wú)細(xì)胞壁肽聚糖（由糖類(lèi)和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)而成的化合物注：青霉素可破壞原核細(xì)胞細(xì)胞壁的形成，故原核生物對(duì)青霉素敏感細(xì)胞器有線粒體、葉綠體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、中心體、高爾基體、核糖體等各種復(fù)雜細(xì)胞器除核糖體外，無(wú)其它復(fù)雜細(xì)胞器的分化生物膜系統(tǒng)具備生物膜系統(tǒng)不具備生物膜系統(tǒng)遺傳物質(zhì)存在場(chǎng)所細(xì)胞核（主要）；線粒體；葉綠體擬核（主要）大型環(huán)狀DNA分子；細(xì)胞質(zhì)質(zhì)粒，為小型環(huán)狀DNA分子

15、（含抗藥性、固氮、抗生素生成等的基因）基因結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：編碼區(qū)是間隔的、不連續(xù)的，有外顯子、內(nèi)含子之分特點(diǎn)：編碼區(qū)是連續(xù)的，無(wú)內(nèi)含子與外顯子之分可遺傳變異來(lái)源基因突變；染色體變異；進(jìn)行有性生殖時(shí)可來(lái)自基因重組只來(lái)自基因突變細(xì)胞增殖方式有絲分裂（主要）、無(wú)絲分裂、減數(shù)分裂（產(chǎn)生生殖細(xì)胞方式）二分裂方式相同點(diǎn)均含細(xì)胞膜、核糖體，均以DNA作遺傳物質(zhì)【特別提醒】原核細(xì)胞的細(xì)胞膜上有多種酶的結(jié)合位點(diǎn)，如呼吸酶、藍(lán)藻的光合酶等，使酶促反應(yīng)高效有序地進(jìn)行。細(xì)胞膜控制物質(zhì)出入細(xì)胞，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是活細(xì)胞進(jìn)行新陳代謝的主要場(chǎng)所，細(xì)胞核控制細(xì)胞質(zhì)的代謝活動(dòng)，細(xì)胞質(zhì)為細(xì)胞核提供營(yíng)養(yǎng)和能量，細(xì)胞的生命活動(dòng)正常進(jìn)行的前提條件

16、是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性。體內(nèi)培養(yǎng)篩選體外培養(yǎng)提取抗體植物細(xì)胞工程動(dòng)物細(xì)胞工程植物組織培養(yǎng):胚胎移植、核移植植物體細(xì)胞雜交：植物細(xì)胞A植物細(xì)胞B去壁、融合、再生細(xì)胞壁雜種細(xì)胞植物組織培養(yǎng)雜種植株動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)：動(dòng)物細(xì)胞融合：動(dòng)物細(xì)胞A動(dòng)物細(xì)胞B融合、篩選雜種細(xì)胞細(xì)胞培養(yǎng)組織或產(chǎn)物單克隆抗體：免疫小鼠提取小鼠B細(xì)胞小鼠骨髓瘤細(xì)胞融合篩選雜交瘤細(xì)胞細(xì)胞工程動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物的組織器官剪碎胰蛋白酶單個(gè)細(xì)胞液體培養(yǎng)基細(xì)胞懸浮液 原代培養(yǎng)（110代）細(xì)胞株 傳代培養(yǎng)（1140、50代）細(xì)胞系離體植物組織、器官脫分化固體培養(yǎng)基愈傷組織胚狀體再分化試管苗人工種子植株人造胚乳和種皮發(fā) 育第3講 細(xì)胞工程知識(shí)要點(diǎn)回顧1

17、、 細(xì)胞工程技術(shù)手段二、植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)比較 植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)不同點(diǎn)理論基礎(chǔ)細(xì)胞的全能性細(xì)胞增殖培養(yǎng)基固體或半固體培養(yǎng)基，包括蔗糖、維生素、氨基酸、水、礦物質(zhì)、生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素、瓊脂液體培養(yǎng)基，包括葡萄糖、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽、維生素、動(dòng)物血清等結(jié)果獲得新的植株或組織細(xì)胞產(chǎn)物大量產(chǎn)生細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物細(xì)胞株或細(xì)胞系用途快速繁殖培育無(wú)病毒植株提取植物提取物（藥物、香料、色素等）人工種子培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)蛋白質(zhì)制品：如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等皮膚細(xì)胞培養(yǎng)后移植檢測(cè)有毒物質(zhì)生理、病理、藥理研究相同點(diǎn)都需在人工無(wú)菌的條件下操作 都是合成培養(yǎng)基都需適宜的溫度、pH等條件【特別提

18、醒】（1）全能性理論依據(jù)：生物體的細(xì)胞含有該物種的全套遺傳物質(zhì)。（2）全能性體現(xiàn)的前提離體；在生物體內(nèi)，細(xì)胞沒(méi)有表現(xiàn)出全能性的原因是基因的選擇性表達(dá)。外界條件（溫度、水分、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、植物激素、動(dòng)物血清等）適宜。（3）全能性大小比較：受精卵>生殖細(xì)胞>體細(xì)胞；分化程度低的體細(xì)胞>分化程度高的體細(xì)胞；植物細(xì)胞>動(dòng)物細(xì)胞。（4）愈傷組織的特點(diǎn)是排列疏松而無(wú)規(guī)則，是一種高度液泡化的、呈無(wú)定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞（5）根據(jù)植物組織培養(yǎng)的目的不同，培養(yǎng)階段不同：若培育人工種子，則培養(yǎng)到胚狀體階段；若提取細(xì)胞產(chǎn)品，則一般培養(yǎng)到愈傷組織階段；若培養(yǎng)新個(gè)體，則應(yīng)培養(yǎng)到試管苗階段。（6）動(dòng)、植物

19、細(xì)胞均具有全能性，但植物細(xì)胞全能性相對(duì)容易表現(xiàn)出來(lái)，所以前者一般只能獲得細(xì)胞群（細(xì)胞株或細(xì)胞系），而后者的培養(yǎng)可獲得完整的個(gè)體。三、植物體細(xì)胞雜交與動(dòng)物細(xì)胞融合的比較 植物體細(xì)胞雜交動(dòng)物細(xì)胞融合(單克隆抗體制備)理論基礎(chǔ) (原理)細(xì)胞膜的流動(dòng)性、細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜的流動(dòng)性、細(xì)胞增殖融合前處理酶解法去除細(xì)胞壁(纖維素酶、果膠酶)注射特定抗原免疫處理正常小鼠促融物理法：離心、振動(dòng)、電刺激等化學(xué)法：聚乙二醇(PEG)物、化法：與植物細(xì)胞融合相同生物法：滅活的仙臺(tái)病毒后續(xù)技術(shù) 植物組織培養(yǎng) 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)應(yīng)用進(jìn)行遠(yuǎn)緣雜交，創(chuàng)造植物新品種制備單克隆抗體意義和用途克服遠(yuǎn)源雜交不親合的障礙，大大擴(kuò)展雜交的親本組合范圍克服有性雜交的母系遺